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1、一代化學(xué)大師貝采里烏斯作為著名的分析化學(xué)家,貝采里烏斯在測(cè)定原子量的同時(shí),將定性分析和定量分析的新方法、新試劑以及新儀器應(yīng)用到礦物分析中,使定性分析的準(zhǔn)確性和定量分析的精確度獲得空前提高。他對(duì)各種分析操作有過細(xì)致的研究和改進(jìn)。他曾指出,漏斗的錐角60度時(shí)過濾速度最快,而且濾紙不能高出漏斗,否則溶劑在濾紙邊緣會(huì)很快蒸發(fā),使沉淀難以洗凈。他又認(rèn)為,物質(zhì)分析中樣品用量應(yīng)盡可能少,靠少量的物質(zhì)可達(dá)到較高的精確度,而被分析的物質(zhì)用量越大,則所用樣品的體積就越大,過濾、蒸發(fā)、洗滌所需時(shí)間將隨之增加,這樣往往會(huì)影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確度。貝采里烏斯在其名著《化學(xué)教科書》的附錄中,對(duì)當(dāng)時(shí)
2、所使用的主要化學(xué)儀器,如燒杯、各種漏斗、水浴皿、蒸發(fā)皿、灼燒爐、連接玻璃儀器的橡皮管等的使用方法作了作了詳細(xì)的說明。下圖是他使用的分析天平和一些化學(xué)儀器:1827年,貝采里烏斯出版了《無機(jī)物分解教程》一書,詳細(xì)論述了固體、氣體物質(zhì)的分析方法,全面而系統(tǒng)地總結(jié)了19世紀(jì)初期的分析化學(xué)的成就。這里舉一個(gè)例子來窺見貝采里烏斯的分析才能,鉑系元素有6種,總是以共生態(tài)存在,由于它們彼此性質(zhì)相似,因此鉑系元素的分離是技術(shù)上的一大難題。1827年,貝采里烏斯收到俄國(guó)烏拉爾山區(qū)的鉑系礦石后,以極其巧妙地方法將其伴生物銠、鈀、鋨、銥(當(dāng)時(shí)釕尚未發(fā)現(xiàn))彼此分離出來,并測(cè)定了它們的原子量
3、,且數(shù)值與現(xiàn)代值相差不大。在分析各國(guó)的礦物中(當(dāng)時(shí)歐洲的化學(xué)家都有互相贈(zèng)送礦物的交流習(xí)慣),貝采里烏斯相繼發(fā)現(xiàn)了鈰、硒、釷三種元素。1823年,他用硅氟酸鉀與過量的單質(zhì)鉀共熱,首先制取了單質(zhì)硅(無定型硅),確認(rèn)了硅元素的存在,用化學(xué)方程式表示為:K2SiF6+4K6KF+Si貝采里烏斯是有機(jī)化學(xué)研究領(lǐng)域的開創(chuàng)者。1806年,他首先提出了“作為植物和動(dòng)物物質(zhì)的化學(xué)”—“有機(jī)化學(xué)”這一概念。1814年,他證明了有機(jī)物同樣遵守定組成定律、倍比定律等化學(xué)計(jì)量定律。然后,他把在無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域中所向披靡的電化學(xué)二元論推廣到有機(jī)物中,提出了復(fù)合基學(xué)說:有機(jī)化學(xué)物是復(fù)合基的氧化物,復(fù)
4、合基是這樣的一些原子團(tuán),它們不含氧,能夠不變地從一個(gè)化合物轉(zhuǎn)移到另一個(gè)化合物中,并能作為一個(gè)整體與其他元素化合。貝采里烏斯給許多有機(jī)化合物提出的化學(xué)式都以氧化物的形式出現(xiàn),以復(fù)合拉瓦錫的以氧為中心的二元論物質(zhì)體系。在他看來,無機(jī)物和有機(jī)物組成的主要區(qū)別在于前者包含的是簡(jiǎn)單的基,后者包含的是復(fù)雜的基。他還設(shè)想可以將有機(jī)物的復(fù)合基游離出來,只是目前的實(shí)驗(yàn)條件尚未能辦到而已。耐人尋味的是,一方面,貝采里烏斯用無機(jī)化學(xué)的分析方法去開拓有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域,另一方面,他又認(rèn)為植物和動(dòng)物作為有機(jī)物質(zhì),最重要的特點(diǎn)是不能用無機(jī)元素在實(shí)驗(yàn)室合成它們。1828年,他的高足、德國(guó)化學(xué)家維勒人工
5、合成了尿素,他雖然逐漸擺脫了“無機(jī)元素不能合成有機(jī)物”的觀點(diǎn),卻始終揮不盡這種陰影,對(duì)“生命力論”(在有機(jī)化學(xué)篇再詳述)仍平抱有希望。但是,尿素與氰酸銨這兩種化學(xué)組成一樣而性質(zhì)迥異的物質(zhì)啟發(fā)了他,他想到自己曾發(fā)現(xiàn)過的雷酸銀和氰酸銀,加上后來發(fā)現(xiàn)的酒石酸和葡萄酸也有類似的情況,于是他提出了有機(jī)化學(xué)中非常重要的“同分異構(gòu)”的概念,表示化學(xué)組成相同而性質(zhì)不同的物質(zhì)。同分異構(gòu)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),是物質(zhì)組成與物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論發(fā)展中邁出的重要一步,是有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的前奏。貝采里烏斯還是研究“催化理論”的先驅(qū)。19世紀(jì)初期,已積累了一些關(guān)于催化現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)資料。例如,在1811年,基爾霍夫發(fā)
6、現(xiàn)了淀粉在稀酸中變成葡萄糖的反應(yīng);1814年,他又研究了在麥芽的影響下,淀粉變成葡萄糖的反應(yīng)。戴維在1820年發(fā)現(xiàn)了鉑黑能使酒精在冷卻中酸化成醋酸,但它自身不起任何變化。后來又有在硫酸參加下酒精變成醚的反應(yīng)的研究報(bào)告。他提出了對(duì)催化作用的看法:它們能引起這個(gè)反應(yīng)物質(zhì)的組分變成其他組分,同時(shí)它們自身根本不需要參加這個(gè)過程,盡管有時(shí)候它們也參加了。令人贊嘆的是,他認(rèn)為催化作用在有機(jī)界中起著非常重要的作用。他在預(yù)感催化作用對(duì)生物化學(xué)的巨大意義時(shí)寫道:“在活的植物與動(dòng)物的軀干里,無時(shí)無刻不在進(jìn)行著組織與體液之間的催化過程?!边@種遠(yuǎn)見卓識(shí)在現(xiàn)代生物化學(xué)中獲得完全證實(shí),生命活動(dòng)
7、離不開各種生物酶的催化作用。在酶的催化下,機(jī)體的新陳代謝才能有條不紊地進(jìn)行。臨近結(jié)束本節(jié)之際,要談?wù)勛鳛榛瘜W(xué)教育家的貝采里烏斯了,這是他超越了前輩化學(xué)家的重要原—培養(yǎng)了一批極有作為的化學(xué)家。他曾編著了三卷《化學(xué)教科書》,這是當(dāng)時(shí)最全面、最系統(tǒng)和最通俗的化學(xué)教科書,多年來一直是歐洲多所大學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)教科書。在該書的第三卷中,貝采里烏斯因發(fā)表了精確地原子量表和闡述電化學(xué)二元理論而名聞遐邇。他被瑞典國(guó)王提升為貴族??梢院敛豢鋸埖卣f,貝采里烏斯的弟子眾多,算得上是桃李滿天下。比較著名的有:發(fā)現(xiàn)同晶型定律的德國(guó)化學(xué)家米希爾里希,人工合成尿素的德國(guó)化學(xué)家維勒,發(fā)現(xiàn)鋰元素的瑞典化